By Mario Sánchez y Pablo Villa Titanio By Mario Sánchez y Pablo Villa

Minerales de los que se obtiene Este elemento es, en cuanto a su abundancia, el noveno de los que forman la corteza terrestre. Virtualmente, todas las rocas ígneas, y sus sedimentos, contienen titanio. El mineral más importante del que se extrae titanio es el rutilo (óxido de titanio), muy abundante en las arenas costeras. Por su parte el titanio debe ser sometido previamente a un proceso metalúrgico de refinado.

Métodos de obtención Se trata el mineral con cloro, en presencia de coque, para formar tetracloruro de titanio; este último se reduce pasándolo por magnesio líquido (800 ºC) en atmósfera de argón.  A pequeña escala se vaporiza y se descompone a vacío el tetrayoduro de titanio. Posteriormente, el metal se purifica mediante fusión por zonas.

Características o propiedades Características físicas • Es un metal de transición. • Ligero: su densidad o peso específico es de 4507 kg/m3. • Tiene un punto de fusión de 1675 ºC (1941 K). • La masa atómica del titanio es de 47,867 u. • Es de color plateado grisáceo. • Es paramagnético • Reciclable. • Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones mecánicas. • Es muy resistente a la corrosión y oxidación. • Poca conductividad: No es muy buen conductor del calor ni de la electricidad.

Características mecánicas Entre las características mecánicas del titanio se tienen las siguientes: • Mecanizado por arranque de viruta similar al acero inoxidable. • Permite fresado químico. • Maleable, permite la producción de láminas muy delgadas. • Dúctil, permite la fabricación de alambre delgado. • Duro. Escala de Mohs 6. • Muy resistente a la tracción. • Gran tenacidad. Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo. • Material soldable. • Permite varias clases de tratamientos tanto termoquímicos como superficiales.

Características químicas • Se encuentra en forma de óxido, en la escoria de ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas. centrada en el cuerpo (bcc) se conoce como fase beta. • La resistencia a la corrosión que presenta es debida al fenómeno de pasivación que sufre (se forma un óxido que lo recubre).

Aplicaciones del titanio Aplicaciones biomédicas: Titanio quirúrgico El titanio es un metal biocompatible, porque los tejidos del organismo toleran su presencia sin que se hayan observado reacciones alérgicas del sistema inmunitario. Esta propiedad de biocompatibilidad del titanio unido a sus cualidades mecánicas de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones médicas, como prótesis de cadera y rodilla, tornillos óseos, placas antitrauma e implantes dentales, componentes para la fabricación de válvulas cardíacas y marcapasos, gafas, herramental quirúrgico tales como bisturís, tijeras, etc., y también la gran cantidad de piezas llamadas piercing. Otros usos Industrias energética (en la construcción de sistemas de intercambio térmico en las centrales térmicas y nucleares), de procesos químicos (bombas, depósitos…), automovilística (muelles y bielas), militar (blindaje, misiles…), aeronáutica y espacial (en aviones y cohetes espaciales), construcción naval, relojera ; joyería y bisutería, instrumentos deportivos (bicicletas, palos de golf…), decoración.

Aleaciones de titanio: Propiedades Comercial y técnicamente existen muchas aleaciones de titanio porque no hay una norma muy rígida sobre las mismas. Sin embargo las aleaciones más conocidas son las siguientes y se conocen por el grado que tienen. Ti grado 2, tiene la siguiente composición química: TiFe(0,25-0,30) Es conocido como titanio comercial puro. Tiene una resistencia a la tracción de 345 MPa, un límite elástico de 275 MPa, una ductilidad del 20% una dureza de 82 HRB una excelente soldadura y una resistencia eléctrica de 0,56 (μΩm). Sus principales aplicaciones son donde se requiere resistencia a la corrosión y conformabilidad ( Tuberías, intercambiadores de calor,etc) Ti grado 5, tiene la siguiente composición química: Ti6Al4V Tiene una resistencia a la tracción de 896 MPa, un límite elástico de 827 MPa, una ductilidad del 10% una dureza de 33 HRB una soldabilidad muy buena y una resistividad eléctrica de 1,67 (μΩm). Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecánica y altas temperaturas ( Tornillería y piezas forjadas) Ti grado 19, tiene la siguiente composición química Ti3Al8V6Cr4Zr4Mo (Beta-C) Tiene una resistencia a la tracción de 793 MPa, un límite elástico de 759 MPa una ductilidad de 15% una dureza de 45 HRB una soldabilidad regular y una resistividad de 1,55 (μΩm). Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia a la corrosión y a la temperatura ((Aplicaciones marinas y motores de aviones) Ti6246 Tiene la siguiente composición química: Ti6Al2Sn4Zr6Mo, Tiene una resistencia a la tracción de 1172 Mpa, un límite elástico de 1103 Mpa una ductilidad del 10% una dureza de 39 HRB una soldabilidad limitada y una resistividad eléctrica de 2 (μΩm) Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecánica obtenida por temple

Aplicaciones del titanio no metálico Tetracloruro de titanio Es usado para fabricar titanio metálico y otros compuestos que contienen titanio. También se usa para irisar el vidrio y, debido a que en contacto con el aire forma mucho humo, se emplea para formar artificialmente pantallas de humo. Se emplea para obtener piedras preciosas artificiales. Dióxido de titanio Los pigmentos de dióxido de titanio se utilizan principalmente en la producción de pinturas y plásticos, así como en papel, tintas de impresión, cosméticos, productos textiles, farmacéuticos, alimentarios, en todo lo relacionado con la pigmentación del color blanco. El dióxido de titanio es el pigmento más habitualmente utilizado en el mundo, que proporciona a los productos finales una brillante blancura, opacidad y protección.

Esperemos que les halla gustado la exposición. Tengan un buen día.